探讨既有红砂岩幕墙安全性鉴定

2021-03-31安杰

中华建设 2021年5期

安杰

在现代民用建筑市场中，石材幕墙已是建筑工程中常用的装饰工程，其以施工周期短、优越的观赏性及多变建筑外形可塑性高等特点而被大量使用，而其中红砂岩又以其独特的红色外观往往为观赏者带来较强的视觉冲击，而被不少工程青睐，但这些美观的红砂岩在自然环境中风吹雨淋、昼夜温差等侵蚀，最终造成岩体破碎脱落、龙骨及连接件锈蚀失效等危害，严重威胁到人们的生命安全。为红砂岩幕墙进行安全性鉴定，尤为重要。其为红砂岩幕墙的现状、保养及整修提供了可靠依据。由于建筑物体型大、满足建筑物正常使用及不破坏外观等前提下对其进行的安全性鉴定，必然只能选择简单、快速及高效的鉴定方法。

一、红砂岩幕墙脱落原因分析

1.红砂岩板材侵蚀

由于红砂岩是一种沉积岩其特性有：遇水崩解和膨胀、高吸水及透水性，吸收水后，内部水分极难蒸发、低粘解性以及易风化性等特性。基于红砂岩的这些特性，天然开采的红砂岩不能直接投入使用，必须在开采后进行特殊的烘干及防水液浸泡至形成抗腐、防护膜等步骤来提升其抗侵蚀能力。但是由于常年累月的温差、干湿重复作用，防护膜逐渐减弱甚至失效，在失去防水膜的保护下，红砂岩的特性再次显露出来，最终导致其风化剥落。

2.杂质的影响

红砂岩是自然界的一种沉积岩，在自然形成过程中会必然会混入其他杂质，在开采中亦无法避免。这些杂质有些分布在岩体内部，当开采后的红砂岩经过特殊的防护浸泡后，其内部的杂质亦得到较好的隔水及抗风化性能。但因其质量、胀缩率均与红砂岩存在较大差异，故杂质对红砂岩使用寿命的危害主要体现在当温差、干湿的重复作用下，杂质膨胀率大于红砂岩时，挤压其周围红砂岩体，导致出现开裂，致使坚固的隔水膜防线出现缺口。随着时间推移，水气对隔水膜缺口长期作用，逐渐从内部瓦解红砂岩，极大影响其使用寿命，是红砂岩剥落造成安全事故的重要隐患。

3.裂缝

裂缝的出现标志着红砂岩的防护膜已经被破坏，侵蚀正在进行，是红砂岩开始破坏的重要特征。通常裂缝由于岩体自身热胀冷缩、安装过程碰损、长期受力不均、风动破坏、连接件锈蚀等原因造成。裂缝一旦形成，则意味着防护膜的失效，随着温差、干湿持续反复影响，裂缝持续发展，最后贯通岩体或区域贯通，直接导致岩体部分或整体剥落，严重威胁安全。所以，在红砂岩幕墙鉴定中，裂缝是主要的判定标准，一旦发现红砂岩面板出现裂缝，无论大小，也无论该岩体面板是否有其它类型的损坏，都应判定为立即处理的标准。

4.连接件及龙骨

连接件及龙骨在幕墙体系中起到重要的支撑作用，然而在幕墙的使用过程中，往往会有漏水、积水的通病，随着时间的累计，连接件及龙骨的防腐、防锈层会不同程度的破损及脱落，长期浸水生锈。红砂岩幕墙作为以石材为外立面面板，其重量远大于玻璃、铝合金等幕墙面板。所以连接件及龙骨的支撑能力起到关键作用，一旦其性能衰减，极易出现断裂，致使石材面板整块脱落，或造成面板受力不均匀加速面板裂缝发展的隐患。

二、对红砂岩幕墙进行简单、快速高效的鉴定

1.现场查勘及其内容

现场查勘是对鉴定对象的初步现场勘察，其作用是为后续鉴定指明方向，为如何简单、快速高效地开展鉴定工作制定详细的方案。现场查勘需收集鉴定对象的历史资料，包括建筑初期的验收资料、施工资料、历次检查维修记录等。其中验收资料主要是为检视鉴定对象竣工时的状态；施工资料则检视鉴定对象在施工过程中所有无必要的加工处理（防腐防水程序）及安装情况；历次检查维修记录则检视鉴定对象在历年使用过程中出现过的情况，从而找出本次鉴定的重点部位。现场查勘除了需要收集相关资料外，更重要的是对鉴定对象的整体进行查勘。其包括对幕墙的形式、红砂岩幕墙外观有无明显变色、流水痕迹、破损脱落、寄生物、烟熏及脱落等情况。通过对红砂岩面板的相应表现，初步推断出红砂岩目前状态及大致损坏情况；如有脱落现象，则需要对脱落部位或落体进行局部细致查勘并初步分析脱落原因。

在完成现场查勘的以上内容后，还需要对后续鉴定部位、可拆卸部位及作业车位置等情况进行分析及规划，为后续鉴定作业制定详细方案。

2.制定检测鉴定方案

通过对鉴定对象的现场查勘情况，与委托方共同商议并制定详细的鉴定方案。方案中需明确相关的检查范围及数量、检查项目、检查方法以及制定判定标准等内容。

（1）制定鉴定范围及数量

针对红砂岩幕墙规模、面板数量或质量情况，随机划分出具有普遍代表性的鉴定区域，并定制出相应区域及区域内面板编号。

（2）制定检查项目

对于既有红砂岩幕墙面板，由于在建设过程中，有相应的防护措施及筛选过程，并在竣工时对其强度、外观质量等要求进行过全面验收通过手续。所以在对红砂岩面板的检查时，为了减少不必要的工作量，应从导致红砂岩面板脱落的原因入手。红砂岩面板脱落，归其原因是其强度降低或与连接件连接失效，从而导致其不能支持自身重量，最终脱落。但由于对红砂岩面板的强度检测，目前国内外的做法均是现场取样，在实验室中进行单轴抗压强度检测，这就需要在现场抽取相当数量面板进行检测，并依据试验结果制定强度与外观的相关线性曲线，然后再对现场鉴定范围内的面板进行外观检查，并将检查结果带入曲线，辨别强度不满足的面板数量。这种方法，无疑增加了鉴定周期、工作量及难度，且对建筑物的外观及正常使用性产生较大影响。为了使鉴定工作变得简单快速高效，应分析造成红砂岩面板强度降低的主要原因。如前述，由于红砂岩的特性，其强度降低主要是受环境侵蚀、自身杂质及裂缝等因素影响。而这些因素可仅对红砂岩面板进行检查便可，从而省去了现场抽样、检测、建立相关曲线再进行判断等一系列繁琐的工作，也避免了因鉴定工作对建筑的外观及正常使用的影响。由此看出，对红砂岩幕墙面板的鉴定项目，应从针对其外观侵蚀、杂质及是否存在裂缝等情况制定。

（3）对红砂岩面板的检查方法

对红砂岩面板的检查主要采用小锤敲击法及目视法进行。其中小锤敲击法是从敲击的声音来判断面板状态。由于红砂岩在出厂前均要烘干及在防护液中浸泡，故处于正常工作状态下的红砂岩面板应是干燥、硬度高的状态。用小锤敲击时，声音应清脆、明亮。若敲击声沉闷，则表明该面板的防护膜已失效，内部微观侵蚀已发生，导致红砂岩面板微观颗粒松散，致使敲击声音沉闷。

目视法，应观察面板表面情况，有无寄生物、腐蚀风化及裂缝情况，并对需要检查的面板进行编号并将所查情况一一拍照并记录。

（4）制定判定标准

参考《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292－2015的评定方法，针对红砂岩幕墙的特点，可将红砂岩面板、连接件及龙骨等三种构件划分为三个鉴定子单元。其中红砂岩面板评级可按照其失效的后果严重性分为au、bu、cu、du级，当面板出现裂缝，无论其大小及有无其他损伤均应直接判定为du级。其他情况，如：变色、有寄生物、腐蚀风化、划伤等可依据其严重程度进行评级；连接件及龙骨构件则可按照其损坏或锈蚀程度相应地评级。

3.现场检查实施

依据前述的现场查勘、鉴定方案，对鉴定对象实施检查工作。在检查实施前，应对前期查勘资料及鉴定方案充分理解，明确鉴定范围及数量、检查方法、评定标准以及针对检查项目制作相应原始记录等，确保检查的客观准确性。检查实施过程中，应依据方案制定的编号规则对检查过的每块面板进行标记。检查时，除了检查面板外侧情况外，还需对面板背面进行检查，特别是面板与连接件连接部位，由于该部位是面板集中受力部位，当面板强度降低后，会出现圆环型裂缝，甚至出现锥形拔出破坏，鉴于红砂岩的颗粒性，类似裂缝或锥形拔出破坏不会表现于表面，隐秘性强，危害性很大，所以必须高度重视。评级时，应依据所检查的项目中，最低级别对该面板定级。除此之外，还需对面板背后由于前期的查勘及方案已对项目进行了大量细致分析，为检查实施提供了明确导向。所以在检查的实施阶段，目标非常明确，既不需拆卸面板，也不需搭设大范围脚手架等作业，仅需利用操作灵活的升降车，即可完成对红砂岩面板的检查工作。